《Food Control》：Verifying cultivation-origin labels of
Crassostrea hongkongensis using 1H NMR metabolomics and documented production records
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NMR指纹图谱能够区分共享有记录幼蚝来源的不同养殖场。嵌套式特征选择在10个参考产地中实现了0.960的准确率。四个候选产地跨年度验证达到了0.915的ROC-AUC值。一项有记录的单程转移提前不到10天的样本中：全部12只样本与其来源养殖场相匹配。代谢物归属分析鉴定了渗透调
NMR指纹图谱能够区分共享有记录幼蚝来源的不同养殖场。嵌套式特征选择在10个参考产地中实现了0.960的准确率。四个候选产地跨年度验证达到了0.915的ROC-AUC值。一项有记录的单程转移提前不到10天的样本中：全部12只样本与其来源养殖场相匹配。代谢物归属分析鉴定了渗透调节物质和氨基酸的贡献。## 引言养殖产地是市售牡蛎的一项实用质量属性，因为区域声誉会影响价格和消费者信任。香港牡蛎（
Crassostrea hongkongensis）是中国南海沿岸主要养殖牡蛎品种之一。其产量在2022年达到185万吨，占全国牡蛎产量的29%以上（Jiang等，2025b）。中国牡蛎行业在市场组织、产值和场门价格方面存在显著差异。以知名区域品牌销售的牡蛎价格可能是散装牡蛎的两到三倍，这产生了产地替换的动机（Peng等，2021）。养殖产地的分析验证有助于产品溯源认证（Gopi等，2019），在文件溯源不完整或存在争议时需要此类验证。商业双壳贝类在上市前可能因暂养、净化或短期持有而被转移（Lee等，2008），因此采样地点可能无法代表完整的生产历史。软组织代谢物谱对养殖条件有响应。盐度、摄食条件、潮汐交换和当地浮游植物会改变牡蛎中的游离氨基酸、渗透调节物质和能量相关代谢物（Li等，2025b; Pourmozaffar等，2020）。空气暴露和净化温度也会影响收获后的代谢物和脂质谱（Lu等，2024; Song等，2024）。地点差异通常分布在不同代谢物的组合中，这使得多元分析适用于产地评估。解读还取决于生产历史。养殖牡蛎可能来自不同的幼蚝来源，而短期转移会使采样地点与前一时期的养殖地点分离。共享同一幼蚝来源的牡蛎在不同养殖场养殖时也会经历不同的条件。软组织代谢物指纹可能同时保留与养殖地点和先前来源相关的信息。
1H NMR波谱能以有限的样品前处理记录和丰富的极性代谢物，且光谱重现性良好（Gallo等，2020; Hatzakis，2019）。在
C. hongkongensis中，该技术已被用于研究氨暴露和收获后空气暴露的代谢响应（Lu等，2022; Lu等，2024）。NMR谱图已支持多种食品的产地分析，包括蜂蜜和百里香（He等，2020; Rivera-Pérez等，2023）。在水产品方面，NMR已被应用于野生金枪鱼，最近也被用于海洋鱼片和鱼籽的地理产地和物种真实性鉴定（Bodin等，2022; Palma等，2026），而虾的基于参考物的溯源则通过稳定同位素和多元素谱图得到验证（Deklerck等，2026）。基于这些光谱构建的产地模型需要谨慎验证，尤其是在小样本多类别数据集中。每个光谱产生数百个部分重叠且强相关的分组，而本研究的地点组仅含8–20个样本。在重采样之前进行特征选择会使留出样本影响所选面板，从而产生乐观的交叉验证估计（Li等，2021; Varma & Simon，2006）。在训练折内重复特征选择、相关性过滤、类别平衡和调参可以控制这一乐观来源。正则化模型有助于管理相关预测因子，代谢物级别的汇总则组合分配给同一化合物的分组（Zou & Hastie，2005）。大多数食品产地研究询问化学指纹能否区分预定义标签。矿物元素谱图和可解释机器学习已被用于预测中国牡蛎的地理产地（Kang等，2024），相关方法也被应用于元素和光谱真实性数据（Jiménez-Carvelo等，2019; Yang等，2024）。关于养殖记录和近期转移如何反映在牡蛎软组织谱中、以及分类结果是否在收获年度之间保持一致的证据仍然有限。本研究评估了NMR参考模型能否针对有记录的生产记录验证养殖产地标签。样本于2020年和2021年采集。2021年的十地点队列提供了参考集，而较早的2020年四地点队列则单独保留用于回溯验证。我们首先在10个预定义的2021年参考产地之间使用特征选择嵌套交叉验证评估分类性能。然后我们检验共享有记录幼蚝来源的养殖地点是否仍可区分。单独的2020年队列用于评估四个预设候选产地之间的跨年度标签一致性，并检验在采样前不到10天从YJ2转移到SW的牡蛎被归类为采样场还是有记录来源场的情况。类别特异性SHAP分析鉴定了与这些分类相关的代谢物。## 分节摘要### 牡蛎采集与制备于2020年10月和2021年10月各地方收获季节，从南海北部广东和广西沿海养殖场采集体长均匀（近似湿重120克）的健康
C. hongkongensis标本。2020年的采集覆盖了广东的四个养殖地点（SW、JM2、YJ2和ZJ），2021年的采集覆盖了广东和广西的10个地点。根据所报告人……###
1H NMR代谢组学分析谱与多元分析牡蛎软组织提取液的
1H NMR谱图包含脂族区、糖区和芳香区众多代谢物的信号；图S1展示了一条具有关键归属的代表性600 MHz谱图。脂族区（δ 0.5–4.5）占主导地位，其中含有丙氨酸（δ 1.48）、渗透调节物质甜菜碱（δ 3.28, 3.92）、牛磺酸（δ 3.27, 3.44）和甘氨酸（δ 3.57），以及琥珀酸（δ 2.42）。糖苷区（δ 5.0–5.5）显示了α-葡萄糖（δ 5.24）和糖原（δ ≈ 5.40），芳香区……### 讨论能够区分生产地点的光谱指纹本身并不说明它所索引的内容：与产地的关联可能反映种源身份、养殖条件，或两者兼有，且分类得分无法区分这些。与生产记录的三次比较（表2）有助于回答该问题。养殖地点区分在有记录共享幼蚝来源的组内实现了不同养殖场的分离；跨年度验证将几乎所有当地养殖的牡蛎与其记录的……### 结论在2021年采样的十个参考产地中，特征选择嵌套交叉验证得出的准确率为0.960 ± 0.042。在两组有记录共享幼蚝来源的牡蛎中，
1H NMR谱图仍能区分养殖地点，表明共享的幼蚝来源并未消除与地点相关的光谱差异。在预设的2020年队列四候选产地验证中，35只当地养殖牡蛎中有34只与其记录的养殖场标签相匹配。在……### CRediT作者贡献声明
关俊亮：文稿–审阅与编辑、资源。
张莉：文稿–审阅与编辑、资源。
彭金霞：文稿–审阅与编辑、资源、资金获取。
叶凌桐：文稿–审阅与编辑、资金获取。
卢洁：文稿–审阅与编辑、原稿撰写、验证、方法论、资金获取、数据管理。
姚拓：原稿撰写、方法论。
付胜利：文稿–审阅与编辑。
魏品源：文稿–审阅与编辑，……### 利益冲突声明作者声明不存在可能被认为会影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。### 数据可用性原始的Bruker FID数据、经处理和分箱的
1H NMR数据、样本元数据、分析代码、交叉验证分配、模型对象和分析输出均已公开托管于Zenodo：
https://doi.org/10.5281/zenodo.22242914。## 利益冲突声明? 作者声明不存在可能被认为会影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。## 致谢本工作由广西科学技术计划（项目编号：桂科JF2503980020）、
国家自然科学基金委员会（项目编号：32560891）、
海南省自然科学基金（323MS125）、
农业农村部和农业农村部的中国农业科学系统（CARS-49）、海南省科技专项资金（ZDYF2024XDNY189）、中央公益性科研机构基本研究经费、
南海渔业研究……卢洁 | 姚拓 | 付胜利 | 魏品源 | 何平平 | 张兴智 | 关俊亮 | 张莉 | 彭金霞 | 叶凌桐
